CN116683882B - 一种n相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种N相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法，其中系统包括：N相M阶高低通组合无源滤波器、N相基准电压产生电路；所述滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成；其中，所述滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，用于使从输入端看进去为高阻态，以便于与前级电路适配连接；所述滤波器的每一相的第2‑M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，用于对输入的N相高通信号或低通信号进行滤波；所述N相基准电压产生电路用于产生2N相交流参考电压和直流参考电压，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器；使得所述N相M阶高低通组合无源滤波器能基于直流信号或交流信号进行滤波。

Description

一种N相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法

技术领域

本发明涉及滤波器领域，具体而言，涉及一种N相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法。

背景技术

随着纳米工艺技术的不断发展进步，小面积和多功能成为当前无源滤波器的设计难点。传统的无源滤波器只能实现基于直流点进行单一模式的滤波，即高通/低通，说明书附图1给出了传统的高通滤波单元，用于对高通信号进行滤波；说明书附图2给出了传统的低通滤波单元，用于对低通信号进行滤波；若要实现一个N相输入M阶高低通组合无源滤波器需要2×M×N个电阻和2×M×N个电容。例如，若想要实现一个4相输入3阶高低通组合无源滤波器(12个滤波单元)的时候，电路中需要容纳24个电阻和24个电容，芯片面积会有很大的开销，且只能基于直流点进行滤波，功能适配场景较弱。

mos管即金属氧化物半导体型场效应管，在一般电子电路中，mos管多被用作电子开关，用在控制控制回路中控制负载的通断，也可以当作可控整流来实现交流变直流。因此，可以借助mos管的工作特性合理设计一种部分组件通用，面积小的N相输入可配置基准M阶高低通组合无源滤波器。

发明内容

为了解决上述传统滤波器模式单一的技术问题，本发明提供一种N相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法，利用mos管的开关特性，实现高低通复用滤波单元，通过多个高低通复用滤波单元串联，实现所述N相M阶高低通组合无源滤波器对输入的N相高通信号或低通信号进行滤波，还可以基于直流信号或交流信号进行滤波。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种N相输入可配置的无源滤波器系统，包括：N相M阶高低通组合无源滤波器、N相基准电压产生电路；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成；其中，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，用于使从输入端看进去为高阻态，以便于与前级电路适配连接；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，用于对输入的N相高通信号或低通信号进行滤波；

所述N相基准电压产生电路用于产生2N相交流参考电压和直流参考电压，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器；使得所述N相M阶高低通组合无源滤波器能基于直流信号或交流信号进行滤波。

在一些实施方式中，所述高低通复用滤波单元包括：电容C2、电阻R4、电阻R6、mos管M2、mos管M6、mos管M8、mos管M16；

其中，所述mos管M6的漏极与前一级的滤波单元的输出端连接，所述mos管M6的源极分别与所述电容C2的第一端、所述mos管M8的源极连接，所述mos管M6的栅极接收外部输入的高通控制信号；所述mos管M8的漏极输入第一参考电压，所述mos管M8的栅极接收外部输入的低通控制信号；

所述电阻R6的第一端与所述mos管M6的漏极连接，所述电阻R6的第二端与mos管M2的的漏极连接，所述mos管M2的栅极输入所述低通控制信号，所述mos管M2的源极分别与所述电阻R4的第一端、所述mos管M16的源极连接，所述mos管M16的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号，所述mos管M16的漏极输入所述第一参考电压；

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，其连接点共同作为当前所述高低通复用滤波单元的输出端。

在一些实施方式中，所述高全通复用滤波单元包括：

电容C0、电阻R2、电阻R0、mos管M0、mos管M14；其中：

所述电容C0的第一端与所述电阻R2的第一端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输入端；

所述电阻R2的第二端与所述mos管M0的漏极连接，所述mos管M0的栅极接收外部输入的低通控制信号，所述mos管M0的源极分别与所述电阻R0的第一端、所述mos管M14的源极连接，所述mos管M14的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号，所述mos管M14的漏极接收外部输入的第一参考电压；

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输出端。

在一些实施方式中，当输入信号为高通信号时，控制所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元处于高通滤波工作状态；具体包括：通过低通控制信号控制所述mos管M0为截止状态，通过第一工作使能电压信号控制所述mos管M14为导通状态；

所述滤波器的每一相的第2-M个滤波单元用于高通信号滤波，所述高通控制信号控制所述mos管M6为导通状态，所述第一工作使能电压信号控制所述mos管M16为导通状态，所述低通控制信号控制所述mos管M2为截止状态，所述低通控制信号控制所述mos管M8为截止状态；

当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元为全通滤波单元；低通控制信号控制所述mos管M0为导通状态，第一工作使能电压信号控制所述mos管M14为截止状态；

所述滤波器每一相的第2-M个滤波单元用于低通信号滤波，所述高通控制信号控制所述mos管M6为截止状态，所述第一工作使能电压信号控制所述mos管M16为截止状态，所述低通控制信号控制所述mos管M2为导通状态，所述低通控制信号控制所述mos管M8为导通状态。

在一些实施方式中，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成；其特征在于：

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的所述滤波单元的输出端连接下一个滤波单元的输入端；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的各相滤波单元相互独立。

在一些实施方式中，所述N相基准电压产生电路，包括：

第一选通器、第二选通器、电容C12、电容C13、第三选通器、电阻R24；

所述第一选通器与所述电容C12串联，形成第一选通支路；所述第二选通器与所述电容C13串联形成第二选通支路；

所述第一选通支路与所述第二选通支路并联形成加法电路，用于选通交流信号，实现交流信号增益补偿；

所述加法电路与所述电阻R24一端相连，所述电阻R24另一端作为所述N相基准电压产生电路的输出端；

所述第三选通器连接在所述加法电路与所述电阻R24之间，用于选通直流信号。

在一些实施方式中，所述第三选通器有两个输入端，可通过其中任意一个输入端输入直流信号；

当所述第三选通器输入的所述直流信号为共模信号，所述第一选通器与所述第二选通器输入交流信号时，所述N相基准电压产生电路构成共模可调的交流信号。

第二方面，本发明公开一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法，由上述任一所述N相M阶高低通组合无源滤波器来执行，包括如下步骤：

通过所述N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，对应输入至N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相；

接收N相高通信号或低通信号，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相；

通过所述N相M阶高低通组合无源滤波器对所述N相高通信号或低通信号进行滤波；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，所述高低通复用滤波单元通过电容与电阻复用，实现高通信号与低通信号组合滤波。

在一些实施方式中，当输入信号为高通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第1个所述滤波单元为高通滤波单元；所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第2-M个所述滤波单元用于高通信号滤波；

当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第1个所述滤波单元为全通滤波单元；所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第2-M个所述滤波单元用于低通信号滤波。

在一些实施方式中，所述的通过N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，包括以下任一一种情况：

通过所述N相基准电压产生电路的第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号；

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出直流参考电压信号；

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出共模信号，第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号，从而输出共模可调的交流电压信号。

与现有技术相比，本发明至少具有以下一项有益效果：

1、整个电路为无源结构，通过一组电阻电容复用就可以实现高低通组合滤波，减小了芯片面积，同时该组单元拓展性极强，提高了芯片的集成度，通过滤波单元的组合可以实现对N相信号同时进行滤波，每一相的滤波信号可调，可以基于不同相位滤波信号进行N相滤波。

2、在N相基准电压产生电路中，输入的交流信号经过加法器之后实现增益补偿；直流信号输入端可以输入一个共模信号，构成共模可调的交流信号，在基准电压产生电路配置下，既可以基于直流点进行组合滤波，又可以基于不同相位交流点进行组合滤波，在不大量增加面积的同时，功能配置性强大。

3、N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，用于使从输入端看进去为高阻态，以便于与前级电路适配连接。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明提供的传统的高通无源滤波器的电路结构简图；

图2为本发明提供的传统的低通无源滤波器的电路结构简图；

图3为本发明一种N相输入可配置的无源滤波器系统结构简图；

图4为本发明提供的N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元的电路结构简图；

图5为本发明提供的N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元的电路结构简图；

图6为本发明装置的另一个实施例中提供的4相3阶高低通组合无源滤波器电路结构简图；

图7为本发明提供的N相基准电压产生电路的结构简图；

图8为本发明提供的一种4相基准电压产生电路输出基准效果图；

图9为本发明一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实现中，本申请实施例中描述的终端设备包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机、家教机或平板计算机之类的其他便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，所述终端设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如：触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本发明提供的一种N相输入可配置的无源滤波器系统的一个实施例，系统结构简图如图3所示，包括：

N相M阶高低通组合无源滤波器、N相基准电压产生电路。

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成。其中，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，用于使从输入端看进去为高阻态，以便于与前级电路适配连接。

具体的，每一相的第一个高全通复用滤波单元直接与输入端相连，由于电路可以输入高通信号或低通信号的特性，且与前级相连的滤波单元不能是低通滤波单元，所以当接收到低通信号时，切换第一项的滤波单元为全通滤波单元，使得上述滤波器电路从输入端看进去始终保持高阻态，对前级电路耦合适配性强。

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，用于对输入的N相高通信号或低通信号进行滤波。

所述N相基准电压产生电路用于产生2N相交流参考电压和直流参考电压，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器。使得所述N相M阶高低通组合无源滤波器能基于直流信号或交流信号进行滤波。

具体的，本发明提供的全部实施例中mos管型号均为N沟道mos管，同样的，使用P沟道mos管的方案也应在本发明专利保护的范围之中，

具体的，mos管常作为电子开关用来控制电路的通断。本发明中使用N沟道mos管时，栅极电压大于源极电压则mos管导通；相同条件下，若使用P沟道mos管所有的mos管的源极与漏极在连接时位置互换，需要控制栅极电压小于源极电压时mos管导通。

通过所述N相基准电压产生电路可以输出交流参考电压和直流参考电压，产生的参考电压可以对所述N相M阶高低通组合无源滤波器电路进行控制，使得本文提出的无源滤波器既可以基于直流点进行组合滤波，又可以基于不同相位交流点进行组合滤波，使得滤波器功能配置性更强大。

本发明一种N相输入可配置的无源滤波器系统的另一个实施例，在上述系统的一个实施例的基础上，所述高低通复用滤波单元的电路结构如说明书附图4所示，包括：电容C2、电阻R4、电阻R6、mos管M2、mos管M6、mos管M8、mos管M16。

其中，所述mos管M6的漏极与前一级的滤波单元的输出端连接，所述mos管M6的源极分别与所述电容C2的第一端、所述mos管M8的源极连接，所述mos管M6的栅极接收外部输入的高通控制信号ctrl_ac_pass。所述mos管M8的漏极输入第一参考电压，所述mos管M8的栅极接收外部输入的低通控制信号ctrl_dc_pass。

所述电阻R6的第一端与所述mos管M6的漏极连接，所述电阻R6的第二端与mos管M2的的漏极连接，所述mos管M2的栅极输入所述低通控制信号ctrl_dc_pass，所述mos管M2的源极分别与所述电阻R4的第一端、所述mos管M16的源极连接，所述mos管M16的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号vcm1_enb，所述mos管M16的漏极输入所述第一参考电压。

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，其连接点共同作为当前所述高低通复用滤波单元的输出端。

具体的，当输入信号为高通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的第2-M个所述滤波单元为高通滤波单元，用于高通信号滤波。当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第2-M个所述滤波单元为低通滤波单元，用于低通信号滤波。

本发明一种N相输入可配置的无源滤波器系统的另一个实施例，在上述系统的一个实施例的基础上，所述高全通复用滤波单元的电路结构如说明书附图5所示，包括：

电容C0、电阻R2、电阻R0、mos管M0、mos管M14。其中：

所述电容C0的第一端与所述电阻R2的第一端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输入端。

所述电阻R2的第二端与所述mos管M0的漏极连接，所述mos管M0的栅极接收外部输入的低通控制信号ctrl_dc_pass，所述mos管M0的源极分别与所述电阻R0的第一端、所述mos管M14的源极连接，所述mos管M14的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号ctrl_ac_pass，所述mos管M14的漏极接收外部输入的第一参考电压。

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输出端。

具体的，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的第1个所述滤波单元的输出端连接着下一阶滤波单元的输入端。

当输入信号为高通信号时，所述高全通复用滤波单元为高通滤波单元，用于高通信号滤波。当输入信号为低通信号时，所述高全通复用滤波单元为全通滤波单元，用于低通信号滤波。

本发明系统的另一个实施例，在上述实施例的技术上，当输入信号为高通信号时，控制所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元处于高通滤波工作状态。具体包括：通过低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M0为截止状态，通过第一工作使能电压信号ctrl_ac_pass控制所述mos管M14为导通状态。

所述滤波器的每一相的第2-M个滤波单元用于高通信号滤波，所述高通控制信号ctrl_ac_pass控制所述mos管M6为导通状态，所述第一工作使能电压信号vcm1_enb控制所述mos管M16为导通状态，所述低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M2为截止状态，所述低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M8为截止状态。

当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元为全通滤波单元。低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M0为导通状态，第一工作使能电压信号vcm1_enb控制所述mos管M14为截止状态。

所述滤波器每一相的第2-M个滤波单元用于低通信号滤波，所述高通控制信号ctrl_ac_pass控制所述mos管M6为截止状态，所述第一工作使能电压信号vcm1_enb控制所述mos管M16为截止状态，所述低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M2为导通状态，所述低通控制信号ctrl_dc_pass控制所述mos管M8为导通状态。

本发明系统的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成。其特征在于：

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的所述滤波单元的输出端连接下一个滤波单元的输入端。

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的各相滤波单元相互独立。

具体的，本发明提供一种4相3阶高低通组合无源滤波器电路结构如说明书附图6所示，包括12个滤波单元，连接方式见图，可以对4相滤波信号同时进行处理，且每一阶的滤波单元都可以对所述滤波信号进行控制调整。

mos管的栅极在控制电路的电流和电压以及最大等效功率效率方面起着十分重要的作用，在实际应用中，不同的工作环境要求mos管的连接方式也不同。本发明提供的全部实施例中mos管型号均为N沟道mos管，同样的，使用P沟道mos管的方案也应在本发明专利保护的范围之中，具体的，若使用P沟道mos管，本发明中所有的mos管的源极与漏极在连接时，位置互换。

本发明一种N相输入可配置的无源滤波器系统的另一个实施例，所述N相基准电压产生电路的结构简图如说明书附图7所示，包括：

第一选通器、第二选通器、电容C12、电容C13、第三选通器、电阻R24。

所述第一选通器与所述电容C12串联，形成第一选通支路。所述第二选通器与所述电容C13串联形成第二选通支路。

所述第一选通支路与所述第二选通支路并联形成加法电路，用于选通交流信号，实现交流信号增益补偿。

所述加法电路与所述电阻R24一端相连，所述电阻R24另一端作为所述N相基准电压产生电路的输出端。

所述第三选通器连接在所述加法电路与所述电阻R24之间，用于选通直流信号。

具体的，如图7，该4相基准电压产生电路输入4相信号和参考电压，通过该电路可产生8相输出交流参考电压和直流参考电压，使得上述实施例中提出的无源滤波器既可以基于直流点进行组合滤波，又可以基于不同相位交流点进行组合滤波，在不大量增加面积的同时，功能配置性强大。

本实施例提出的4相基准电压产生电路输出基准，参考说明书附图8，可以推算出每一相的参考电压。

例如，可以推导得到输出1/8相交流参考电压如下：

其中，对照说明书附图6可看出，Ip是第一相输入信号，Qp是第三相输入信号；α为Ip与横坐标轴之间的角度，为Qp与横坐标轴之间的角度。

本发明一种N相输入可配置的无源滤波器系统的另一个实施例，在上述系统实施例的基础上，所述第三选通器有两个输入端，可通过其中任意一个输入端输入直流信号。

当所述第三选通器输入的所述直流信号为共模信号，所述第一选通器与所述第二选通器输入交流信号时，所述N相基准电压产生电路构成共模可调的交流信号。

具体的，参考说明书附图7，所述N相基准电压产生电路可以基于不同相位交流信号或直流信号进行组合滤波，通过第一选通器、第二选通器(左边两个选通器)和电容构成的加法电路实现不同相位交流信号Vcm，无源结构经过加法器之后实现增益补偿。通过第三选通器构成直流信号Vref输出滤波，第三选通器的第二端输入可以选择任意大小的直流信号输入(如二分之一Vref)。

基于相同的技术构思，本发明还公开了一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法，该方法可采用上述任一一种N相输入可配置的无源滤波器系统实施例来实现，具体的，本申请的一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法实施例，如说明书附图9所示，包括：

S100，通过所述N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，对应输入至N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相。

具体的，通过所述N相基准电压产生电路可以输出交流参考电压和直流参考电压，产生的参考电压可以对所述N相M阶高低通组合无源滤波器电路进行控制，使得本文提出的无源滤波器既可以基于直流点进行组合滤波，又可以基于不同相位交流点进行组合滤波，使得滤波器功能配置性更强大。

S200，接收N相高通信号或低通信号，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相。

具体的，所述N相M阶高低通组合无源滤波器通过一组电阻电容复用就可以实现高低通组合滤波，可以对N相高通信号或低通信号进行滤波处理，所输入的每一相的滤波信号可调。

S300，通过所述N相M阶高低通组合无源滤波器对所述N相高通信号或低通信号进行滤波。

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，所述高低通复用滤波单元通过电容与电阻复用，实现高通信号与低通信号组合滤波。

本发明提供的一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法的另一实施例，在上述方法实施例的基础上，还包括：

所述的通过N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，包括以下任一一种情况：

通过所述N相基准电压产生电路的第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号。

具体的，所述第一选通器和第二选通器构成加法器结构，对输出的交流参考电压实现增益补偿。

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出直流参考电压信号。

具体的，第三选通器的第二端输入可以选择任意大小的直流信号输入。

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出共模信号，第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号，从而输出共模可调的交流电压信号。

本发明的一种N相输入可配置的无源滤波器系统和实现方法具有相同的技术构思，二者的实施例的技术细节可相互适用，为减少重复，此次不再赘述。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于，包括：

N相M阶高低通组合无源滤波器、N相基准电压产生电路；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成；其中，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，用于使从输入端看进去为高阻态，以便于与前级电路适配连接；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，用于对输入的N相高通信号或低通信号进行滤波；

所述N相基准电压产生电路用于产生2N相交流参考电压和直流参考电压，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器；使得所述N相M阶高低通组合无源滤波器能基于直流信号或交流信号进行滤波。

2.如权利要求1所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于，所述高低通复用滤波单元包括：电容C2、电阻R4、电阻R6、mos管M2、mos管M6、mos管M8、mos管M16；

其中，所述mos管M6的漏极与前一级的滤波单元的输出端连接，所述mos管M6的源极分别与所述电容C2的第一端、所述mos管M8的源极连接，所述mos管M6的栅极接收外部输入的高通控制信号；所述mos管M8的漏极输入第一参考电压，所述mos管M8的栅极接收外部输入的低通控制信号；

所述电阻R6的第一端与所述mos管M6的漏极连接，所述电阻R6的第二端与mos管M2的的漏极连接，所述mos管M2的栅极输入所述低通控制信号，所述mos管M2的源极分别与所述电阻R4的第一端、所述mos管M16的源极连接，所述mos管M16的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号，所述mos管M16的漏极输入所述第一参考电压；

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，其连接点共同作为当前所述高低通复用滤波单元的输出端。

3.如权利要求2所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于，所述高全通复用滤波单元包括：

电容C0、电阻R2、电阻R0、mos管M0、mos管M14；其中：

所述电容C0的第一端与所述电阻R2的第一端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输入端；

所述电阻R2的第二端与所述mos管M0的漏极连接，所述mos管M0的栅极接收外部输入的低通控制信号，所述mos管M0的源极分别与所述电阻R0的第一端、所述mos管M14的源极连接，所述mos管M14的栅极接收外部输入的第一工作使能电压信号，所述mos管M14的漏极接收外部输入的第一参考电压；

所述电阻R4的第二端与所述电容C2的第二端连接，且其连接点共同作为所述高全通复用滤波单元的输出端。

4.如权利要求3所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于：

当输入信号为高通信号时，控制所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元处于高通滤波工作状态；具体包括：通过低通控制信号控制所述mos管M0为截止状态，通过第一工作使能电压信号控制所述mos管M14为导通状态；

所述滤波器的每一相的第2-M个滤波单元用于高通信号滤波，所述高通控制信号控制所述mos管M6为导通状态，所述第一工作使能电压信号控制所述mos管M16为导通状态，所述低通控制信号控制所述mos管M2为截止状态，所述低通控制信号控制所述mos管M8为截止状态；

当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器每一相的第1个滤波单元为全通滤波单元；低通控制信号控制所述mos管M0为导通状态，第一工作使能电压信号控制所述mos管M14为截止状态；

所述滤波器每一相的第2-M个滤波单元用于低通信号滤波，所述高通控制信号控制所述mos管M6为截止状态，所述第一工作使能电压信号控制所述mos管M16为截止状态，所述低通控制信号控制所述mos管M2为导通状态，所述低通控制信号控制所述mos管M8为导通状态。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成；其特征在于：

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的所述滤波单元的输出端连接下一个滤波单元的输入端；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的各相滤波单元相互独立。

6.如权利要求1所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于，所述N相基准电压产生电路，包括：

第一选通器、第二选通器、电容C12、电容C13、第三选通器、电阻R24；

所述第一选通器与所述电容C12串联，形成第一选通支路；所述第二选通器与所述电容C13串联形成第二选通支路；

所述第一选通支路与所述第二选通支路并联形成加法电路，用于选通交流信号，实现交流信号增益补偿；

所述加法电路与所述电阻R24一端相连，所述电阻R24另一端作为所述N相基准电压产生电路的输出端；

所述第三选通器连接在所述加法电路与所述电阻R24之间，用于选通直流信号。

7.如权利要求6所述的一种N相输入可配置的无源滤波器系统，其特征在于，包括：

所述第三选通器有两个输入端，可通过其中任意一个输入端输入直流信号；

当所述第三选通器输入的所述直流信号为共模信号，所述第一选通器与所述第二选通器输入交流信号时，所述N相基准电压产生电路构成共模可调的交流信号。

8.一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述N相M阶高低通组合无源滤波器来执行，实施步骤如下：

通过所述N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，对应输入至N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相；

接收N相高通信号或低通信号，输入至所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相；

通过所述N相M阶高低通组合无源滤波器对所述N相高通信号或低通信号进行滤波；

所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相由M个滤波单元串联形成，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第1个所述滤波单元为高全通复用滤波单元，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相的第2-M个所述滤波单元为高低通复用滤波单元，所述高低通复用滤波单元通过电容与电阻复用，实现高通信号与低通信号组合滤波。

9.如权利要求8所述的一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法，其特征在于：

当输入信号为高通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第1个所述滤波单元为高通滤波单元；所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第2-M个所述滤波单元用于高通信号滤波；

当输入信号为低通信号时，所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第1个所述滤波单元为全通滤波单元；所述N相M阶高低通组合无源滤波器的每一相中第2-M个所述滤波单元用于低通信号滤波。

10.如权利要求8所述的一种N相输入可配置的无源滤波器实现方法，其特征在于，所述的通过N相基准电压产生电路，选通N相参考电压，包括以下任一一种情况：

通过所述N相基准电压产生电路的第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号；

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出直流参考电压信号；

通过所述N相基准电压产生电路的第三选通器输出共模信号，第一选通器和第二选通器输出交流参考电压信号，从而输出共模可调的交流电压信号。